KR101155620B1 - Power control circuit, power supply unit, and power controller control method - Google Patents

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Abstract

전원 제어 회로는, 「Lo Side FET」의 단락 고장시에 있어서, 「Hi Side FET」와 「Lo Side FET」의 중간 전압인 기준 전압(VD)을 검출하고, 비교기(COMP)를 이용하여 문턱값 「VIN-VrefH」와 VD를 비교한다. 그리고, 전원 제어 회로는, 문턱값 「VIN-VrefH」보다 기준 전압(VD)이 작고, 또한 스위칭 제어 신호(Hi Dr)가 ON이면, 단락 고장으로 판정한다. 마찬가지로, 전원 제어 회로는, 「Hi Side FET」의 단락 고장시에 있어서, 「Hi Side FET」와 「Lo Side FET」의 기준 전압(VD)을 검출하고, 비교기(COMP)를 이용하여 문턱값 「VrefL」과 VD를 비교한다. 그리고, 전원 제어 회로는, 문턱값 「VrefL」보다 기준 전압(VD)이 크고, 또한 스위칭 제어 신호(Lo Dr)가 ON이면, 단락 고장으로 판정한다. The power supply control circuit detects the reference voltage VD which is an intermediate voltage between the "Hi Side FET" and the "Lo Side FET" at the time of the short circuit failure of the "Lo Side FET", and uses a comparator COMP to generate a threshold value. Compare "VIN-VrefH" with VD. And if the reference voltage VD is smaller than the threshold value "VIN-VrefH", and the switching control signal Hi Dr is ON, it determines with a short circuit fault. Similarly, the power supply control circuit detects the reference voltage VD of the "Hi Side FET" and the "Lo Side FET" at the time of short circuit failure of the "Hi Side FET", and uses the comparator COMP to determine the threshold value ". VrefL ”and VD are compared. And if the reference voltage VD is larger than threshold value "VrefL" and the switching control signal Lo Dr is ON, it determines with a short circuit fault.

Figure R1020117006395
Figure R1020117006395

Description

전원 제어 회로, 전원 장치, 및 전원 제어 장치의 제어 방법{POWER CONTROL CIRCUIT, POWER SUPPLY UNIT, AND POWER CONTROLLER CONTROL METHOD}Power control circuit, power supply unit, and control method of power control unit {POWER CONTROL CIRCUIT, POWER SUPPLY UNIT, AND POWER CONTROLLER CONTROL METHOD}

본 발명은 전원 제어 회로, 전원 장치, 전원 시스템 및 전원 제어 장치의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply control circuit, a power supply device, a power supply system and a control method of the power supply control device.

종래로부터, 정보 처리 장치를 비롯한 다양한 전자 기기 등의 제품에 이용되는 전원에는, 「Hi Side FET」나 「Lo Side FET」 등의 정류 FET(전계 효과 트랜지스터:Field Effect Transistor)가 사용되고 있다.Conventionally, rectification FETs (Field Effect Transistors) such as "Hi Side FET" and "Lo Side FET" have been used for power supplies used in products such as various electronic devices including information processing apparatuses.

구체적으로 예를 들면, 도 27에 나타낸 바와 같이, 입력 전원, 입력 콘덴서, 평활 인덕터, 평활 콘덴서, 부하, Hi Side FET, Lo Side FET, 인버터를 갖는 비절연 방식 DC-DC 컨버터 강압 회로(스위칭 제어 방식) 등이 이용되고 있다. 이 비절연 방식 DC-DC 컨버터 강압 회로는, Hi 드라이버 또는 Lo 드라이버로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Hi Dr 또는 Lo Dr)에 의해 입력 전류를 ON/OFF하고, 평활 인덕터, 평활 콘덴서, 부하에 의해 전압·전류를 평균화해서 출력한다.Specifically, for example, as shown in FIG. 27, a non-isolated DC-DC converter step-down circuit having an input power supply, an input capacitor, a smoothing inductor, a smoothing capacitor, a load, a Hi Side FET, a Lo Side FET, and an inverter (switching control). System) and the like. This non-isolated DC-DC converter step-down circuit turns the input current ON / OFF by a switching control signal (Hi Dr or Lo Dr) output from a Hi driver or a Lo driver, and applies a voltage by a smoothing inductor, a smoothing capacitor, and a load. Output the averaged current.

여기에서, 입력 전원이란, 상기한 비절연 방식 DC-DC 컨버터 강압 회로에 전력을 공급하는 전원이고, 입력 콘덴서란, 입력 전원에 의해 공급되는 전기 에너지를 축적하거나 방출하거나 하는 콘덴서이다. 또한, 평활 인덕터란, 상기한 비절연 방식 DC-DC 컨버터 강압 회로 내의 노이즈 억제나 정류, 평활을 위해 사용되는 인덕터이고, 평활 콘덴서란, 전압이 높을 경우에 전기를 충전하고, 전압이 낮을 경우에 방전함으로써 전압을 평활하게 하는, 즉 전압의 변동(리플(ripple) 전압)을 작게 하는 기능을 가지는 인덕터이다.Here, an input power supply is a power supply which supplies electric power to the said non-insulation type DC-DC converter voltage reduction circuit, and an input capacitor is a capacitor which accumulates or discharges the electrical energy supplied by an input power supply. In addition, the smooth inductor is an inductor used for noise suppression, rectification, and smoothing in the non-isolated DC-DC converter step-down circuit described above, and the smoothing capacitor is used to charge electricity when the voltage is high and to lower the voltage. The inductor has a function of smoothing the voltage by discharging, that is, reducing the fluctuation (ripple voltage) of the voltage.

그런데, 정류 FET가 이용되는 전원(예를 들면, 비절연 방식 DC-DC 컨버터 강압 회로 등)에서는, 정류 FET 등의 단락이 발생했을 경우에, 큰 전류가 회로 전체에 흐르게 되어, 당해 전원 및 전원이 접속되는 기기(접속 기기)의 고장 원인으로 된다.By the way, in a power supply (for example, a non-isolated DC-DC converter step-down circuit, etc.) in which a rectification FET is used, when a short circuit such as a rectification FET occurs, a large current flows through the entire circuit, and thus the power supply and the power supply. This causes a failure of the connected device (connected device).

그래서, 단락이 발생했을 경우에, 회로 전체를 보호하는 방법으로서, 도 28에 나타낸 보호 회로가 이용되고 있다. 이 보호 회로에서는, 전류 센스 저항(Rsense1)을 이용하여, 전원의 입력측으로부터 유입되는 과잉 전류를 검출했을 경우에, 「Hi Side FET」의 단락 고장으로 판정하고, 「Breaker FET1」을 오픈으로 함으로써 고장 개소를 분리(切離)하는 처리를 실시한다. 마찬가지로, 보호 회로에서는, 전류 센스 저항(Rsense2)을 이용하여, 전원의 출력측으로부터 유입되는 과잉 전류를 검출했을 경우에, 「Lo Side FET」의 단락 고장으로 판정하고, 「Breaker FET2」를 오픈으로 함으로써 고장 개소를 분리하는 처리를 실시한다.Therefore, when a short circuit occurs, the protection circuit shown in FIG. 28 is used as a method of protecting the whole circuit. In this protection circuit, when the excess current flowing from the input side of the power supply is detected using the current sense resistor Rsense1, it is determined that the short circuit failure of the "Hi Side FET" is made, and the "Breaker FET1" is opened. The process of separating a location is performed. Similarly, in the protection circuit, when an excess current flowing from the output side of the power supply is detected using the current sense resistor Rsense2, a short circuit failure of the "Lo Side FET" is determined, and the "Breaker FET2" is opened. Process to isolate the fault location.

또한, 이 보호 회로는, 전류 센스 저항(Rsense1)에서 발생하는 미소 전압을 검출하며, 증폭기(AMP1)에서 증폭시키고, 지연 회로(DELAY1)에서 일시적인 피크를 무시하는 필터링을 실시한 전압과, 기준 전압을 비교기(COMP1)를 이용해서 비교한다. 그리고, 보호 회로는, 필터링을 실시해서 얻어진 전압이 기준 전압보다 크면, 「Hi Side FET」의 단락 고장으로서 검출한다. 마찬가지로, 보호 회로는, 전류 센스 저항(Rsense2)에서 발생하는 미소 전압을 검출하며, 증폭기(AMP2)에서 증폭시키고, 지연 회로(DELAY2)에서 일시적인 피크를 무시하는 필터링을 실시한 전압과, 기준 전압을 비교기(COMP2)를 이용해서 비교한 결과, 필터링해서 얻어진 전압이 기준 전압보다 크면, 「Lo Side FET」의 단락 고장을 검출한다.In addition, the protection circuit detects a small voltage generated by the current sense resistor Rsense1, amplifies it in the amplifier AMP1, and performs a filtering voltage for ignoring the transient peak in the delay circuit DELAY1, and a reference voltage. A comparison is made using a comparator COMP1. When the voltage obtained by filtering is larger than the reference voltage, the protection circuit detects the short circuit failure of the "Hi Side FET". Similarly, the protection circuit detects the minute voltage generated in the current sense resistor Rsense2, amplifies it in the amplifier AMP2, and compares the reference voltage with the filtered voltage that ignores the transient peak in the delay circuit DELAY2. As a result of comparison using (COMP2), if the voltage obtained by filtering is larger than the reference voltage, a short circuit fault of the "Lo Side FET" is detected.

일본국 특개평05-146049호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-146049

그러나, 상기한 종래의 기술은, 단락 고장을 정확하게 검출할 수 없다고 하는 과제가 있었다. 구체적으로는, 상기한 보호 회로에서는, 출력 콘덴서의 용량이 많은 조건에서 전원 투입했을 경우, 혹은, 경부하로부터 중부하로 부하 급변했을 경우에는, 정상인 상태여도 과잉 전류가 발생할 경우가 있었다. 또한, 출력에 전압이 잔존하고 있는 조건에서 전원 투입했을 경우, 혹은, 중부하로부터 경부하로 부하 급변했을 경우에는, 정상인 상태여도 역전류가 발생할 경우가 있었다. 그런데, 종래의 보호 회로에서는, 과잉 전류에 의한 역전류가 발생했을 경우에, 고장에 의한 역전류의 발생인지의 여부를 판단할 수 없기 때문에, 상기한 정상인 상태에서 발생한 과잉 전류에 의한 역전류도 고장으로 판단되고 있었다.However, the above-described prior art has a problem that short circuit failure cannot be detected accurately. Specifically, in the above protection circuit, when the power supply is turned on under the condition that the capacity of the output capacitor is large, or when the load suddenly changes from the light load to the heavy load, excess current may occur even in a normal state. In addition, when the power was turned on under the condition that the voltage remained at the output, or when the load suddenly changed from the heavy load to the light load, the reverse current might occur even in a normal state. By the way, in the conventional protection circuit, when reverse current due to excess current occurs, it is not possible to determine whether or not reverse current due to a failure occurs, so that the reverse current due to the excess current generated in the above-mentioned normal state is also determined. It was judged to be a malfunction.

또한, 종래의 보호 회로에서는, 비교기를 이용하여 기준 전압과의 비교를 행하고 있었지만, 오검출 방지를 위해 본래의 검출하고자 하는 전압보다 기준 전압을 수십% 크게 해서 문턱값 마진(margin)을 크게 하거나, 지연 회로(DELAY)에 의한 필터링을 실시하거나 하는 시간이 필요했다. 그 때문에 고장을 검출하고, 「Breaker FET」를 오픈으로 해서 고장 개소를 분리할 때까지의 시간이 오래 걸리게 되어, 전원의 입력 전압은 저하되고, 또한 장치 전체의 전압도 저하되고 있었다. 즉, 단락 장해가 파급하여 장치 전체가 정지할 우려가 있었다.In the conventional protection circuit, a comparison is made with a reference voltage by using a comparator. However, in order to prevent false detection, a threshold margin is increased by increasing the reference voltage by several tens of percent from the original voltage to be detected. It took time to perform filtering by the delay circuit DELAY. Therefore, it took a long time to detect a failure and open the "Breaker FET" and isolate the failure point. The input voltage of the power supply was reduced, and the voltage of the entire apparatus was also reduced. That is, there was a possibility that the short circuit failure would spread and the whole apparatus would stop.

또한, 종래의 보호 회로에서는, 임피던스 고장이 발생했을 경우, 전류 센스 저항(Rsense1)(또는 전류 센스 저항(Rsense2)) 전압 효과가 매우 작거나, 또는 발생하지 않기 때문에, 임피던스 고장을 검출할 수 없다. 그 결과, 발열 소손을 야기한다고 하는 과제가 있었다. 또한, 임피던스 고장이란, FEC에 있어서의 단락 상태가 완전하지 않은 어느 저항값을 가져서 FET가 고장나는 상태, 바꿔 말하면, 쇼트 고장이나 오픈 고장의 중간의 어중간한 고장을 나타낸다.In addition, in the conventional protection circuit, when an impedance failure occurs, the impedance failure cannot be detected because the voltage effect of the current sense resistor Rsense1 (or current sense resistor Rsense2) is very small or does not occur. . As a result, there has been a problem that heat generation is caused. In addition, the impedance failure refers to a state in which the FET fails due to a certain resistance value in which the short circuit condition in the FEC is not complete, in other words, a middle failure between the short failure and the open failure.

그래서, 본 발명은, 상기한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 단락 고장을 정확하게 검출하는 것을 가능하게 하는 전원 제어 회로, 전원 장치, 전원 시스템 및 전원 제어 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply control circuit, a power supply device, a power supply system, and a control method for the power supply control device, which have been made to solve the above-described problems of the prior art, and which make it possible to accurately detect a short circuit failure. It is done.

상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본원이 개시하는 전원 제어 회로는, 입력 전원의 제 1 전극에 입력 단자가 접속되고, 제어 단자에 입력되는 차단 제어 신호에 의거하여, 상기 입력 전원으로부터의 전류를 차단하는 제 1 전류 차단 회로와, 상기 제 1 전류 차단 회로의 출력 단자에 입력 단자가 접속되는 동시에, 기준 노드에 출력 단자가 접속되고, 제어 단자에 입력되는 제 1 스위칭 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로 유출되는 전류 또는 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류를 스위칭하는 제 1 스위칭 회로와, 상기 기준 노드에 입력 단자가 접속되는 동시에, 상기 입력 전원의 제 2 전극에 출력 단자가 접속되고, 제어 단자에 입력되는 제 2 스위칭 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류 또는 상기 기준 노드로 유출되는 전류를 스위칭하는 제 2 스위칭 회로와, 출력 단자가 부하에 접속되고, 제어 단자에 입력되는 상기 차단 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류를 차단하는 제 2 전류 차단 회로와, 상기 기준 노드의 전압과 제 1 기준 전압을 비교한 결과, 상기 기준 노드의 전압이 상기 제 1 기준 전압보다 낮을 경우에서, 상기 제 1 스위칭 제어 신호가 온(on)일 때, 또는, 상기 기준 노드의 전압과 제 2 기준 전압을 비교한 결과, 상기 기준 노드의 전압이 상기 제 2 기준 전압보다 높을 경우에서, 상기 제 2 스위칭 제어 신호가 온일 때, 상기 차단 제어 신호를 출력하는 차단 제어 신호 생성 회로를 갖는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, in the power supply control circuit disclosed by the present application, an input terminal is connected to a first electrode of an input power source, and the input power source is based on a cutoff control signal input to a control terminal. A first current interrupting circuit for interrupting current from the first terminal; an input terminal connected to an output terminal of the first current interrupting circuit; an output terminal connected to a reference node; and a first switching control signal input to a control terminal. On the basis of this, a first switching circuit for switching the current flowing out to the reference node or the current flowing from the reference node, an input terminal is connected to the reference node, and an output terminal is connected to the second electrode of the input power source. And a current flowing from the reference node or the reference node based on the second switching control signal input to the control terminal. A second switching circuit for switching the output current, a second current interrupting circuit for connecting an output terminal to the load and cutting off the current flowing from the reference node based on the interruption control signal input to the control terminal; As a result of comparing the voltage of the reference node with the first reference voltage, when the voltage of the reference node is lower than the first reference voltage, when the first switching control signal is on or the reference node A blocking control signal generation circuit outputting the blocking control signal when the second switching control signal is on when the voltage of the reference node is higher than the second reference voltage as a result of comparing the voltage of Characterized in having a.

본원이 개시하는 전원 제어 장치에 의하면, 단락 고장을 정확하게 검출하는 것이 가능해진다.According to the power supply control apparatus disclosed by this application, it becomes possible to detect a short circuit failure correctly.

도 1은 실시예 1에 따른 전원 제어 회로를 포함하는 DDC 변환기를 나타낸 도면.
도 2는 실시예 1에 따른 전원 제어 회로의 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 문턱값(VIN-VrefH)의 설정의 사고(思考) 방식을 예시한 도면.
도 4는 문턱값(VrefL)의 설정의 사고 방식을 예시한 도면.
도 5는 부하 전류가 클 때의 정상 동작 파형을 나타낸 도면.
도 6은 부하 전류가 작을 때의 정상 동작 파형을 나타낸 도면.
도 7은 「Hi Side FET」의 단락 고장시를 설명하기 위한 도면.
도 8은 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 쇼트 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 9는 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 Low 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 10은 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 High 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 11은 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 오픈 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 12는 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 쇼트 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 13은 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 Low 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 14는 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 High 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 15는 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 오픈 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 16은 「Lo Side FET」의 단락 고장시를 설명하기 위한 도면.
도 17은 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 쇼트 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 18은 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 Low 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 19는 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 High 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 20은 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 오픈 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 21은 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 쇼트 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 22는 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 Low 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 23은 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 High 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 24는 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 오픈 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면.
도 25는 본원이 개시하는 전원 제어 회로를 적용한 DDC를 n+1대 병렬 접속한 예를 나타낸 도면.
도 26은 본원이 나타낸 전원 제어 회로를 적용한 DDC를 n+1대 병렬 접속한 구성에 있어서, 고장이 발생한 예를 나타낸 도면.
도 27은 종래 기술에 따른 DC-DC 컨버터의 예를 나타낸 도면.
도 28은 종래 기술에 따른 DC-DC 컨버터의 단락 보호 구성을 나타낸 도면.
1 shows a DDC converter including a power supply control circuit according to the first embodiment.
2 is a block diagram showing a configuration of a power supply control circuit according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a thinking manner of setting thresholds VIN-VrefH. FIG.
4 is a diagram illustrating a way of thinking of setting the threshold value VrefL.
5 is a diagram showing a normal operating waveform when the load current is large.
6 is a diagram showing a normal operating waveform when the load current is small.
Fig. 7 is a diagram for explaining a short circuit failure time of the “Hi Side FET”.
Fig. 8 is a diagram showing an operation waveform when a short failure of the "Hi Side FET" occurs when the load current is large.
Fig. 9 is a view showing an operation waveform when a low impedance failure of the "Hi Side FET" occurs when the load current is large.
Fig. 10 is a diagram showing an operating waveform at the time of a high impedance failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is large.
Fig. 11 is a view showing an operating waveform at the time of an open failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is large.
Fig. 12 is a diagram showing an operation waveform when a short failure of the "Hi Side FET" occurs when the load current is small.
Fig. 13 is a view showing an operating waveform at the time of low impedance failure of the “Hi Side FET” generated when the load current is small.
Fig. 14 is a view showing an operating waveform at the time of high impedance failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is small.
Fig. 15 is a view showing an operating waveform at the time of an open failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is small.
Fig. 16 is a diagram for explaining a short circuit failure time of the “Lo Side FET”;
Fig. 17 is a diagram showing an operating waveform when a short failure of the "Lo Side FET" occurred when the load current is large.
Fig. 18 is a view showing an operating waveform at the time of low impedance failure of “Lo Side FET” generated when the load current is large.
Fig. 19 is a diagram showing an operating waveform at the time of a high impedance failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is large.
Fig. 20 is a view showing an operating waveform at the time of open failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is large.
Fig. 21 is a diagram showing an operation waveform when a short failure of the "Lo Side FET" occurred when the load current is small.
Fig. 22 is a view showing an operating waveform at the time of low impedance failure of "Lo Side FET" generated when the load current is small;
Fig. 23 is a diagram showing an operating waveform at the time of high impedance failure of the “Lo Side FET” generated when the load current is small;
Fig. 24 is a view showing operating waveforms at the time of open failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is small.
Fig. 25 is a diagram showing an example in which n + 1 units in parallel are connected to a DDC to which the power supply control circuit disclosed in the present application is applied;
Fig. 26 is a diagram illustrating an example in which a failure occurs in a configuration in which n + 1 units of DDCs to which the power supply control circuit shown in the present application is connected are connected in parallel;
27 shows an example of a DC-DC converter according to the prior art.
Fig. 28 is a diagram showing a short circuit protection configuration of a DC-DC converter according to the prior art.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 전원 제어 회로, 전원 장치, 전원 시스템 및 전원 제어 장치의 제어 방법의 실시예를 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, embodiment of the control method of a power supply control circuit, a power supply device, a power supply system, and a power supply control device which concerns on this invention is described in detail.

실시예 1Example 1

[전원 제어 회로의 개요][Summary of Power Supply Control Circuit]

최초에, 도 1을 이용하여, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로의 개요를 설명한다. 도 1은 실시예 1에 따른 전원 제어 회로를 포함하는 DDC 변환기를 나타낸 도면이다.First, the outline | summary of the power supply control circuit which concerns on Example 1 is demonstrated using FIG. 1 is a diagram illustrating a DDC converter including a power supply control circuit according to the first embodiment.

도 1에 나타낸 바와 같이, 이 DDC 변환기는, DC-DC 전압 변환부에 의해, 입력 전압(VIN)을 VOUT(부하 전류(IOUT))으로 변환해서 출력하는 장치이며, 미세화의 진전에 따라 저전압화가 진행되는 LSI를 이용한 정보 처리 장치 및 고기능화가 진행되는 휴대전화 등의 모바일 기기 및 전자 기기의 전력 절약화나 소형·경량화를 실현하는 DC-DC 컨버터(DC/DC Converter:직류-직류 변환기)(예를 들면, 스위칭 방식의 DC-DC 컨버터 등)이다.As shown in Fig. 1, the DDC converter is a device that converts an input voltage VIN into a VOUT (load current IOUT) by a DC-DC voltage converter and outputs a low voltage according to the progress of miniaturization. DC-DC converters (DC-DC converters) that realize power savings, compactness, and lightening of mobile devices such as information processing devices using advanced LSIs and mobile devices, such as high-performance mobile phones, and electronic devices. For example, a switching DC-DC converter.

그리고, DC-DC 전압 변환부에는, 접지 전위인 기준 전압(GND)과 출력 전압(VOUT)을 항상 비교하면서, 그 오차를 증폭해서 에러 전압 신호(Error Voltage)를 컨트롤하는 에러 증폭기인 「Error AMP」와, 「Error AMP」로부터의 출력과 발진기로부터의 출력에 의거하여 펄스폭을 변조하는 「PWM COMPARATOR」가 접속된다. 또한, 「PWM COMPARATOR」로부터 출력되는 펄스폭에 의거하여, 「Hi Dr(특허청구범위에 기재된 「제 1 스위칭 제어 신호」)」와, 「Lo Dr(특허청구범위에 기재된 「제 2 스위칭 제어 신호」)」를 생성하는 「신호 생성 회로」를 갖는다.In the DC-DC voltage converter, an error amplifier for controlling the error voltage signal (Error Voltage) by amplifying the error while always comparing the reference voltage (GND) and the output voltage (VOUT), which are ground potentials, is used. And "PWM COMPARATOR" for modulating the pulse width based on the output from "Error AMP" and the output from the oscillator. Further, based on the pulse width output from the PWM COMPARATOR, "Hi Dr (" first switching control signal "described in the claims) and" Lo Dr ("second switching control signal described in the claims) "Signal generating circuit" for generating ") "

또한, 상기한 「PWM COMPARATOR」, 「Error AMP」, 「신호 생성 회로」는, 일반적인 DC-DC 콤퍼레이터가 갖는 회로이므로, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 「DC」란, 「Direct Current:직류」이며, 「PWM COMPARATOR」란, 「Pulse Width Modulation COMPARATOR」(펄스폭 변조 비교기)이다.Note that the above-mentioned "PWM COMPARATOR", "Error AMP", and "signal generation circuit" are circuits which a general DC-DC comparator has, and detailed description is abbreviate | omitted here. In addition, "DC" is "Direct Current: DC", and "PWM COMPARATOR" is "Pulse Width Modulation COMPARATOR" (pulse width modulation comparator).

그래서, 본 실시예가 나타낸 전원 제어 회로는, DC-DC 전압 변환부의 입력측에 접속되는 「Breaker FET:차단기 트랜지스터」와, 출력측에 접속되는 「Breaker FET:차단기 트랜지스터」와, 각각의 FET에 접속되는 비교 회로군을 갖고, 단락 고장을 정확하게 검출하는 것이 가능하다.Therefore, the power supply control circuit shown in this embodiment is compared with the "Breaker FET: circuit breaker transistor" connected to the input side of the DC-DC voltage converter, the "Breaker FET: circuit breaker transistor" connected to the output side, and each FET connected. With the circuit group, it is possible to accurately detect a short circuit failure.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Lo Side FET」의 단락 고장시에 있어서, 「Hi Side FET」와 「Lo Side FET」의 기준 전압(VD)(특허청구범위에 기재된 「기준 노드의 전압」)을 검출하고, 비교기(콤퍼레이터)(COMP)를 이용하여 문턱값 「VIN-VrefH」와 VD를 비교한다. 그리고, 전원 제어 회로는, 문턱값 「VIN-VrefH」보다 기준 전압(VD)이 작고, 또한 스위칭 제어 신호(Hi Dr)가 ON이면, 고장으로 판정한다.Specifically, the power supply control circuit according to the first embodiment has a reference voltage VD of the "Hi Side FET" and the "Lo Side FET" at the time of short circuit failure of the "Lo Side FET" (" Voltage of the reference node ") and compares the threshold value " VIN-VrefH " and VD using a comparator (COMP). And if the reference voltage VD is smaller than the threshold value "VIN-VrefH", and the switching control signal Hi Dr is ON, it determines with a failure.

마찬가지로, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Hi Side FET」의 단락 고장시에 있어서, 「Hi Side FET」와 「Lo Side FET」의 기준 전압(VD)을 검출하고, 비교기(COMP)를 이용하여 문턱값 「VrefL」과 VD를 비교한다. 그리고, 전원 제어 회로는, 문턱값 「VrefL」보다 기준 전압(VD)이 크고, 또한 스위칭 제어 신호(Lo Dr)가 ON이면, 고장으로 판정한다.Similarly, the power supply control circuit according to the first embodiment detects the reference voltage VD of the "Hi Side FET" and the "Lo Side FET" at the time of short circuit failure of the "Hi Side FET", and sets the comparator COMP. The threshold value "VrefL" is compared with VD using this. And if a reference voltage VD is larger than threshold value "VrefL" and the switching control signal Lo Dr is ON, it determines with a failure.

이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 단락 고장의 검출에, 비교기를 이용함으로써, 단락 고장을 양호한 정밀도로, 또한 고속으로 검출할 수 있다. 또한, 단락 고장의 판정에, AND 논리를 이용함으로써, 단락 고장을 오검출 없이 정확하게 판정할 수 있다.Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 can detect a short circuit fault with high precision and high speed by using a comparator for detection of a short circuit fault. In addition, by using AND logic to determine the short circuit failure, the short circuit failure can be accurately determined without false detection.

[전원 제어 회로의 구성][Configuration of Power Supply Control Circuit]

다음으로, 도 2를 이용하여, 도 1에 나타낸 전원 제어 회로의 구성을 설명한다. 도 2는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2에 나타낸 전원 제어 회로는, DDC에 조립되는 회로이며, 비절연 방식 DC-DC 컨버터 강압 회로(도 27 참조)에, 「Breaker FET」(20)와 「Breaker FET」(30)와 비교 회로군(40)을 접속한 회로이다.Next, the structure of the power supply control circuit shown in FIG. 1 is demonstrated using FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a power supply control circuit according to the first embodiment. The power supply control circuit shown in FIG. 2 is a circuit which is assembled to the DDC, and is a non-isolated DC-DC converter step-down circuit (see FIG. 27) in which the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30 are compared. It is a circuit which connected the group 40.

도 2에 나타낸 전원 제어 회로에 있어서의 비절연 방식 DC-DC 컨버터 강압 회로는, 상기한 바와 같이, 입력 전원(10), 입력 콘덴서(11), 평활 인덕터(12), 평활 콘덴서(13), 부하(14), 「Hi Side FET」(15), 「Lo Side FET」(16), Hi 드라이버(17), Lo 드라이버(18)를 갖는다. 그리고, 상기한 DC-DC 컨버터 강압 회로는, Hi 드라이버(17) 또는 Lo 드라이버(18)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Hi Dr 또는 Lo Dr)에 의거하여 「Hi Side FET」(15) 또는 「Lo Side FET」(16)에 의해 입력 전류를 ON/OFF하고, 평활 인덕터(12), 평활 콘덴서(13), 부하(14)에 의해 전압·전류를 평균화해서 출력한다.As described above, the non-isolated DC-DC converter step-down circuit in the power supply control circuit shown in FIG. 2 includes the input power supply 10, the input capacitor 11, the smoothing inductor 12, the smoothing capacitor 13, The load 14, the "Hi Side FET" 15, the "Lo Side FET" 16, the Hi driver 17, and the Lo driver 18 are provided. The DC-DC converter step-down circuit described above is based on a switching control signal (Hi Dr or Lo Dr) output from the Hi driver 17 or the Lo driver 18, and the "Hi Side FET" 15 or the "Lo Dr." The input current is turned ON / OFF by the Side FET ”16, and the smoothing inductor 12, the smoothing capacitor 13, and the load 14 are averaged and output.

이 중, 입력 전원(10)은, 상기한 비절연 방식 DC-DC 컨버터 강압 회로에 전력을 공급하고, 입력 콘덴서(11)는, 입력 전원에 의해 공급되는 전기 에너지를 축적하거나 방출하거나 하는 콘덴서이다. 또한, 평활 인덕터(12)는, 상기한 비절연 방식 DC-DC 컨버터 강압 회로 내의 노이즈 억제나 정류, 평활을 위해 사용되는 인덕터이고, 평활 콘덴서(13)는, 전압이 높을 경우에 전기를 충전하고, 전압이 낮을 경우에 방전함으로써 전압을 평활하게 하는, 즉 전압의 변동(리플 전압)을 작게 하는 기능을 가지는 인덕터이다.Among these, the input power supply 10 supplies electric power to the non-isolated DC-DC converter step-down circuit described above, and the input capacitor 11 is a capacitor that accumulates or emits electrical energy supplied by the input power supply. . The smoothing inductor 12 is an inductor used for noise suppression, rectification, and smoothing in the non-isolated DC-DC converter step-down circuit described above, and the smoothing capacitor 13 charges electricity when the voltage is high. The inductor has a function of smoothing the voltage by discharging when the voltage is low, that is, reducing the variation (ripple voltage) of the voltage.

그리고, 「Hi Side FET」(15)는, 「Breaker FET」(20)의 출력 단자에 입력 단자가 접속되는 동시에, 기준 노드(VD 노드)에 출력 단자가 접속되고, 제어 단자에 입력되는 스위칭 제어 신호(Hi Dr)에 의거하여, 기준 노드로 유출되는 전류 또는 기준 노드로부터 유입되는 전류를 스위칭한다.In the "Hi Side FET" 15, an input terminal is connected to an output terminal of the "Breaker FET" 20, an output terminal is connected to a reference node (VD node), and a switching control inputted to a control terminal. Based on the signal Hi Dr, the current flowing into the reference node or the current flowing from the reference node is switched.

「Lo Side FET」(16)는, 기준 노드(VD 노드)에 입력 단자가 접속되는 동시에, 입력 전원(10)의 제 2 전극에 출력 단자가 접속되고, 제어 단자에 입력되는 스위칭 제어 신호(Lo Dr)에 의거하여, 기준 노드로부터 유입되는 전류 또는 기준 노드로 유출되는 전류를 스위칭한다.In the "Lo Side FET" 16, an input terminal is connected to a reference node (VD node), an output terminal is connected to a second electrode of the input power supply 10, and a switching control signal Lo input to the control terminal (Lo). According to Dr), the current flowing from the reference node or the current flowing out of the reference node is switched.

또한, 상기한 스위칭 제어 신호(Hi Dr)와 스위칭 제어 신호(Lo Dr)는, 서로 배타적으로 ON되도록 제어되어도 된다.In addition, the switching control signal Hi Dr and the switching control signal Lo Dr may be controlled to be turned ON mutually exclusively.

「Breaker FET」(20)는, 입력 전원(10)의 제 1 전극에 입력 단자가 접속되고, 후술하는 인버터(47)로부터 제어 단자에 입력되는 차단 제어 신호에 의거하여, 입력 전원으로부터의 전류를 차단하는 회로이다. 「Breaker FET」(30)는, 출력 단자가 부하(14)에 접속되고, 인버터(47)로부터 제어 단자에 입력되는 차단 제어 신호에 의거하여, 기준 노드(VD 노드)로부터 유입되는 전류를 차단하는 회로이다.The "Breaker FET" 20 is connected to a first electrode of the input power source 10 and receives current from the input power source based on a cutoff control signal input from the inverter 47 to the control terminal described later. It is a circuit to cut off. In the "Breaker FET" 30, the output terminal is connected to the load 14, and based on the cutoff control signal input from the inverter 47 to the control terminal, the current flowing from the reference node (VD node) is cut off. Circuit.

비교 회로군(40)은, 기준 노드(VD 노드)의 전압(VD)과 문턱값(VIN-VrefH)을 비교한 결과, 「VD」가 「VIN-VrefH」보다 낮을 경우에 있어서, 스위칭 제어 신호(Hi Dr)가 ON일 때에 차단 제어 신호를 출력하는 회로이다. 또한, 비교 회로군(40)은, 기준 노드(VD 노드)의 전압(VD)과 문턱값(VrefL)을 비교한 결과, 「VD」가 「VrefL」보다 높을 경우에 있어서, 스위칭 제어 신호(Lo Dr)가 ON일 때도, 차단 제어 신호를 출력한다.The comparison circuit group 40 compares the voltage VD of the reference node (VD node) with the threshold value VIN-VrefH, and when the "VD" is lower than "VIN-VrefH", the switching control signal. This circuit outputs a cutoff control signal when (Hi Dr) is ON. In addition, the comparison circuit group 40 compares the voltage VD of the reference node (VD node) with the threshold value VrefL, and when the "VD" is higher than "VrefL", the switching control signal Lo Even when Dr) is ON, a cutoff control signal is output.

비교 회로군(40)의 회로 구성으로서는, 예를 들면 비교 회로(COMP(41))와, 논리곱 회로(AND 회로(42))와, 비교 회로(COMP(43))와, 논리곱 회로(AND 회로(44))와, 논리합 회로(OR 회로(45))와, FF(플립플롭) 회로(46), 인버터(47)를 갖는 구성으로 할 수 있다.As a circuit structure of the comparison circuit group 40, for example, a comparison circuit COMPP 41, an AND circuit 42 (AND circuit 42), a comparison circuit COMP 43, and an AND circuit ( The AND circuit 44, the OR circuit 45 (OR circuit 45), the FF (flip-flop) circuit 46, and the inverter 47 can be configured.

이러한 비교 회로(COMP(41))는, 기준 노드(VD 노드)와 문턱값 「VIN-VrefH」을 비교하는 비교 회로이며, AND 회로(42)는, 비교 회로(COMP(41))로부터의 출력과 스위칭 제어 신호(Hi Dr)의 논리곱을 생성하는 논리곱 회로이다. 또한, 비교 회로(COMP(43))는, 기준 노드(VD 노드)와 문턱값 「VrefL」을 비교하는 비교 회로이고, AND 회로(44)는, 비교 회로(COMP(43))로부터의 출력과 스위칭 제어 신호(Lo Dr)의 논리곱을 생성하는 논리곱 회로이다. 또한, OR 회로(45)는, AND 회로(42)로부터의 출력과 AND 회로(44)로부터의 출력의 논리합을 생성하는 논리합 회로이고, FF 회로(46)는, OR 회로(45)로부터의 출력을 유지하는 동시에, 단락 발생 개소를 차단하는 차단 제어 신호를 출력하는 플립플롭(FLIP-FLOP) 회로이다.Such a comparison circuit (COMP 41) is a comparison circuit for comparing the reference node (VD node) and the threshold value "VIN-VrefH", and the AND circuit 42 outputs from the comparison circuit (COMP 41). And an AND circuit for generating an AND of the switching control signal Hi Dr. In addition, the comparison circuit COMP 43 is a comparison circuit for comparing the reference node (VD node) with the threshold value "VrefL", and the AND circuit 44 is equal to the output from the comparison circuit COMP 43. An AND circuit generates an AND of the switching control signal Lo Dr. The OR circuit 45 is a logical sum circuit that generates a logical sum of the output from the AND circuit 42 and the output from the AND circuit 44, and the FF circuit 46 is an output from the OR circuit 45. Is a flip-flop (FLIP-FLOP) circuit that outputs a cutoff control signal that blocks the occurrence of a short circuit while maintaining

FF 회로(46)는, OR 회로(45)의 출력 「Hi」를 Set 입력에 인가했을 경우에, Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다.(또한, 전원 장치의 재투입시, FF 회로(46)를 초기 상태로 되돌리기 위해, R 입력에 Hi를 인가함으로써 리셋된다.) 인버터(47)는, FF 회로(46)로부터의 출력 「Q=Hi」를 받았을 경우에, 당해 출력을 반전시켜서, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프하기 위한 차단 제어 신호를, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)에 출력한다. 또한, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)는, 인버터(47)로부터 출력된 차단 제어 신호를 접수하면, 당해 회로를 오픈으로 해서 전원 제어 장치로부터 분리된다.The FF circuit 46 maintains the Hi state when the output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. (In addition, upon re-entry of the power supply, it is reset by applying Hi to the R input to return the FF circuit 46 to the initial state. ) When the inverter 47 receives the output "Q = Hi" from the FF circuit 46, the inverter 47 inverts the output to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. The cutoff control signal is output to the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. In addition, when the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30 receive the cutoff control signal output from the inverter 47, the circuit is opened and separated from the power supply control device.

또한, 상기한 문턱값 「VIN-VrefH」는, 특허청구범위에 기재된 「제 1 기준 전압」에 대응하고, 문턱값 「VrefL」은, 특허청구범위에 기재된 「제 2 기준 전압」에 대응하고, 「VIN-VrefH」는, 「VrefL」보다 높게 설정하는 것도 가능하다.In addition, said threshold "VIN-VrefH" corresponds to "the first reference voltage" described in the claims, threshold "VrefL" corresponds to the "second reference voltage" described in the claims, "VIN-VrefH" can also be set higher than "VrefL".

여기에서, 도 3과 도 4를 이용하여, 문턱값 「VIN-VrefH」와 「VrefL」의 설정 방법에 관하여 설명한다. 또한, 도 3은, 문턱값(VIN-VrefH)의 설정의 사고 방식을 예시한 도면이며, 도 4는, 문턱값(VrefL)의 설정의 사고 방식을 예시한 도면이다.Here, the setting method of the threshold values "VIN-VrefH" and "VrefL" is demonstrated using FIG. 3 and FIG. 3 is a figure which illustrates the thinking system of setting the threshold value VIN-VrefH, and FIG. 4 is a figure which illustrates the thinking system of setting the threshold value VrefL.

도 3에 나타낸 바와 같이, 「Hi side FET」에 걸리는 전압을 「VQH」라고 했을 경우, 「VrefH」는, 「(VIN-VQH)×(R17/(R14+R17))」(VIN-VQH보다 약간 작은 전압)로 된다. 여기에서, VrefH 조정 저항(R17)을 작게 하면, 문턱값 마진이 증대하게 된다. 이에 의해, 문턱값 「VIN-VrefH」는, 「(VIN-VQH)×α」로서 설정된다. 단, VQH=ldsQH×RdsQH, α는 편차를 고려한 문턱값 마진 계수인 1 이하(보통은, 0.9 정도)로 한다.As shown in FIG. 3, when the voltage applied to the "Hi side FET" is "VQH", "VrefH" is smaller than "(VIN-VQH) x (R17 / (R14 + R17))" (VIN-VQH). Slightly smaller voltage). Here, when the VrefH adjustment resistor R17 is made smaller, the threshold margin increases. Thereby, the threshold value "VIN-VrefH" is set as "(VIN-VQH) x alpha". However, VQH = ldsQH × RdsQH, α is 1 or less (usually about 0.9) which is a threshold margin coefficient in consideration of the deviation.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 「Lo side FET」에 걸리는 전압을 「VQL」이라고 했을 경우, 「VrefL」은, 「(VQL)×(R13/(R10+R13))×((R11+R12)/(R11))」(VQL보다 약간 큰 전압)로 된다. 여기에서, VrefL 조정 저항(R13)을 크게 하면, 문턱값 마진이 증대하게 된다. 이에 의해, 문턱값 「VrefL」은, 「VQL×β」로서 설정된다. 단, VQL=ldsQL×RdsQL, β는 편차를 고려한 문턱값 마진 계수인 1 이하(보통은, 0.9 정도)로 한다.In addition, as shown in FIG. 4, when the voltage applied to the "Lo side FET" is "VQL", "VrefL" is represented by "(VQL) x (R13 / (R10 + R13)) x ((R11 + R12). ) / (R11)) " (voltage slightly larger than VQL). Here, when the VrefL adjustment resistor R13 is made large, the threshold margin increases. As a result, the threshold value "VrefL" is set as "VQL x β". However, VQL = ldsQL × RdsQL and β are 1 or less (usually about 0.9) which is a threshold margin coefficient in consideration of the deviation.

비교 회로군(40)은, 상기한 방법으로 설정된 문턱값 「VIN-VrefH」와 「VrefL」과, 기준 노드의 전압(VD)을 이용하여, 단락 고장의 판정 조건을 「스위칭 제어 신호(HiDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)<문턱값(VIN-VrefH)」, 「스위칭 제어 신호(LoDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)>문턱값(VrefL)」으로 한다.The comparison circuit group 40 uses the threshold values "VIN-VrefH" and "VrefL" set by the above-described method and the voltage VD of the reference node to determine the short-circuit failure determination condition "switching control signal HiDr". = Hi is also referred to as reference voltage VD <threshold VIN-VrefH "and" switching control signal LoDr = Hi is also reference voltage VD> threshold VrefL ".

그리고, 전원 제어 회로는, 「Hi Side FET」(15)의 단락 고장시에는, 「Hi Side FET」(15)와 「Lo Side FET」(16)의 중간 전압 「VD」를 검출하고, 비교 회로(COMP(43))에서, 전압 「(GND+Bias)=VrefL」과 비교해서 크면, 스위칭 제어 신호(Lo Dr)와 AND 논리를 취한다. 결과, 정(正) 논리이면, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프 제어한다.The power supply control circuit detects the intermediate voltage "VD" between the "Hi Side FET" 15 and the "Lo Side FET" 16 when the short circuit failure of the "Hi Side FET" 15 occurs. In (COMP 43), if larger than the voltage "(GND + Bias) = VrefL", AND logic is applied to the switching control signal Lo Dr. As a result, if it is positive logic, the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30 are controlled off.

또한, 전원 제어 회로는, 「Lo Side FET」(16)의 단락 고장시에는, 「Hi Side FET」(15)와 「Lo Side FET」(16)의 중간 전압 「VD」를 검출하고, 비교 회로(COMP(41))에서, 전압 「(Vi+바이어스)=(VIN-VrefH)」와 비교해서 작으면, 스위칭 제어 신호(Lo Dr)와 AND 논리를 취한다. 결과, 정 논리이면, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프 제어한다.In addition, the power supply control circuit detects the intermediate voltage "VD" between the "Hi Side FET" 15 and the "Lo Side FET" 16 when the short circuit failure of the "Lo Side FET" 16 occurs. In (COMP 41), if it is small compared with the voltage "(Vi + bias) = (VIN-VrefH)", AND logic is applied to the switching control signal Lo Dr. As a result, if it is positive logic, the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30 are controlled off.

이렇게 함으로써, 단락 고장을 양호한 정밀도로, 또한 고속으로 검출할 수 있으므로, 단락 고장을 오검출 없이 정확하게 판정할 수 있다. 또한, 종래 방식에 비해, 부품수도 적고 단순한 구성으로, 전원의 용장성(冗長性)을 확보할 수 있다.In this way, the short circuit failure can be detected with good accuracy and at high speed, so that the short circuit failure can be accurately determined without false detection. In addition, compared with the conventional method, the number of parts is small and the configuration is simple, and the redundancy of the power source can be ensured.

[전원 제어 회로의 동작 파형][Operation Waveform of Power Supply Circuit]

다음으로, 도 5 내지 도 26을 이용하여, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로에 있어서의 정상시의 동작 파형 및 고장시의 동작 파형에 관하여 설명한다.Next, with reference to Figs. 5 to 26, the normal operation waveform and the failure waveform in the power supply control circuit according to the first embodiment will be described.

단, 도 5 ~ 도 26에 나타낸 「ton」은 「Hi Side FET」(15)의 도통 시간이고, 「toff」는 「Lo Side FET」(16)의 도통 시간이고, 「tsw」는 전압 피드백 제어의 주기이고, 「IOUT」는 부하 전류이고, 「IL」은 평활 인덕터(12)에 흐르는 전류이고, 「ILpp」은 평활 인덕터(12)에 흐르는 리플 전류이다. 또한, 「VQH」는 「Hi Side FET」(15)의 도통시 전압 저하(VQH=ldsQH×RdsQH)이고, 「VQL」은 「Lo Side FET」(16)의 도통시 전압 저하(VQL=ldsQL×RdsQL)이다.However, "ton" shown in FIGS. 5 to 26 is the conduction time of the "Hi Side FET" 15, "toff" is the conduction time of the "Lo Side FET" 16, and "tsw" is voltage feedback control. Is a load current, "IL" is a current flowing through the smoothing inductor 12, and "ILpp" is a ripple current flowing through the smoothing inductor 12. In addition, "VQH" is the voltage drop during conduction of the "Hi Side FET" 15 (VQH = ldsQH x RdsQH), and "VQL" is the voltage drop during conduction of the "Lo Side FET" 16 (VQL = ldsQL ×). RdsQL).

(1. 정상시의 동작 파형)(1.Operation Waveform in Normal State)

우선, 도 5와 도 6을 이용하여, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로에 있어서의 정상시의 동작 파형에 관하여 설명한다. 도 5는, 부하 전류가 클 때의 정상 동작 파형을 나타낸 도면이고, 도 6은 부하 전류가 작을 때의 정상 동작 파형을 나타낸 도면이다. 또한, 부하 전류가 클 때란, (IOUT>=(1/2)×ILpp)일 때이며, 부하 전류가 작을 때란, (IOUT <(1/2)×ILpp)일 때이다.First, the operation waveform in the normal state in the power supply control circuit according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. 5 is a diagram showing a normal operating waveform when the load current is large, and FIG. 6 is a diagram showing a normal operating waveform when the load current is small. In addition, when the load current is large, it is when (IOUT> = (1/2) × ILpp), and when the load current is small, it is when (IOUT <(1/2) × ILpp).

도 5와 도 6에 나타낸 바와 같이, 정상시는, 「ton=(VOUT+VQH)×tsw」, 「toff=tsw-ton」으로 되도록, 전압 피드백이 제어된다. 이 때, 기준 전압(VD)은, 「(ton일 때)VD=VIN-VQH」, 「(toff일 때)VD=-VQL」로 된다. 또한, 부하 전류가 작을 때((IOUT<(1/2)×ILpp)일 때)는, 평활 인덕터(12)를 역류하는 기간이 있기 때문에, 「VD=+VQL」로 된다.As shown in Fig. 5 and Fig. 6, the voltage feedback is controlled so that "ton = (VOUT + VQH) x tsw" and "toff = tsw-ton" are normal at normal times. At this time, the reference voltage VD becomes "(D at) VD = VIN-VQH" and "(toff) VD = -VQL". In addition, when the load current is small ((IOUT <(1/2) × ILpp)), since there is a period in which the smooth inductor 12 is reversed, it becomes “VD = + VQL”.

(2. 고장시의 동작 파형)(2. Operation waveform in case of failure)

다음으로, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로에 있어서의 고장시의 동작 파형에 관하여 설명한다. 여기에서는, 「부하 전류가 클 때」 또는 「부하 전류가 작을 때」의 「Hi Side FET의 단락 고장시」와, 「부하 전류가 클 때」 또는 「부하 전류가 작을 때」의 「Lo Side FET의 단락 고장시」의 각각에 관하여 설명한다.Next, operation waveforms at the time of failure in the power supply control circuit according to the first embodiment will be described. Here, "short circuit fault of Hi Side FET" when "load current is large" or "load current is small", and "Lo Side FET" when "load current is large" or "load current is small" Will be described.

(2-1. Hi Side FET의 단락 고장시)(2-1.In case of short fault of Hi Side FET)

우선, 도 7을 이용하여, 「Hi Side FET」(15)의 단락 고장시의 개요를 설명한다. 도 7은, 「Hi Side FET」의 단락 고장시를 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 「Hi Side FET」의 단락 고장시는, 「Hi Side FET」의 단락 고장의 임피던스를 「ZQH」로 하면, 「Lo Side FET」의 온 저항 「RdsQL」과 「ZQH」의 VIN 분할이, 기준 전압 「VD」로 된다. 즉, 「VD=(RdsQL/(ZQH+RdsQL))×VIN」으로 된다.First, the outline | summary at the time of the short circuit failure of the "Hi Side FET" 15 is demonstrated using FIG. Fig. 7 is a diagram for explaining the short circuit failure time of the "Hi Side FET". As shown in FIG. 7, when the short circuit failure of the "Hi Side FET" is set to "ZQH", the impedance of the short circuit failure of the "Hi Side FET" is set to the on resistances "RdsQL" and "ZQH" of the "Lo Side FET". Division of VIN becomes the reference voltage "VD". That is, it becomes "VD = (RdsQL / (ZQH + RdsQL)) x VIN".

(2-1-1. Hi Side FET의 단락 고장시(부하 전류가 크다))(2-1-1.In case of short circuit failure of Hi Side FET (load current is large))

여기에서는, 「부하 전류가 클 때」에 「Hi Side FET」에 발생하는 「쇼트 고장」, 「Low 임피던스 고장」, 「High 임피던스 고장」, 「오픈 고장」에 관하여 설명한다. 또한, 「부하 전류가 클 때」는, 「부하 전류(IOUT)>=(1/2)×리플 전류(ILpp)」의 상태이다.Here, the "short fault", "Low impedance fault", "High impedance fault", and "open fault" which generate | occur | produce in the "Hi Side FET" when "load current is large" are demonstrated. In addition, "when load current is large" is a state of "load current IOUT> = (1/2) x ripple current ILpp".

(a. 쇼트 고장)(a.short fault)

우선, 도 8을 이용하여, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 쇼트 고장에 관하여 설명한다. 도 8은, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 쇼트 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「쇼트 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「0ohm」고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」= 「VIN」으로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(LoDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)>문턱값(VrefL)」으로 됨으로써, 「Hi Side FET」단락 고장으로 판정한다.First, the short failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is large will be described with reference to FIG. Fig. 8 is a diagram showing an operation waveform at the time of a short failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is large. The "short fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault "0ohm" failed. Therefore, the power supply control circuit according to the first embodiment can be approximated with reference voltage "VD" = "VIN", and with "switching control signal LoDr = Hi and reference voltage VD> threshold VrefL". As a result, it is determined that the "Hi Side FET" short circuit failure has occurred.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VrefL」을 비교기(COMP(43))에서 비교한 결과가 「VD>VrefL」이면, COMP(43)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(43)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「LoDr=Hi」를 AND 회로(44)에서 받으면, AND 회로(44)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(44)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VrefL" with the comparator COMP43 is "VD> VrefL", Set the output to "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 43 and the switching control signal "LoDr = Hi" from the AND circuit 44, the AND circuit 44 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (44) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(b. Low 임피던스 고장)(b.Low Impedance Failure)

다음으로, 도 9를 이용하여, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 Low 임피던스 고장에 관하여 설명한다. 도 9는, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 Low 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「Low 임피던스 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「Hi Side FET」의 온 저항에 가까운 값(예를 들면, 수 mohm)으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」를 「(1/2)×VIN ~ VIN」으로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(LoDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)>문턱값(VrefL)」으로 됨으로써, 「Hi Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, the low impedance failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is large will be described with reference to FIG. Fig. 9 is a diagram showing an operation waveform at the time of low impedance failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is large. The "low impedance failure" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit failure fails at a value close to the on resistance of the "Hi Side FET" (for example, several mohms). Therefore, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" to "(1/2) x VIN to VIN", and "switching control signal LoDr = Hi and reference voltage VD. &Quot; threshold value (VrefL) &quot; to determine that the &quot; Hi Side FET &quot; short has failed.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VrefL」을 비교기(COMP(43))에서 비교한 결과가 「VD>VrefL」이면, COMP(43)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(43)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「LoDr=Hi」를 AND 회로(44)에서 받으면, AND 회로(44)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(44)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VrefL" with the comparator COMP43 is "VD> VrefL", Set the output to "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 43 and the switching control signal "LoDr = Hi" from the AND circuit 44, the AND circuit 44 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (44) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(c. High 임피던스 고장)(c.High impedance failure)

다음으로, 도 10을 이용하여, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 High 임피던스 고장에 관하여 설명한다. 도 10은, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 High 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「High 임피던스 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「Hi Side FET」의 온 저항보다 큰 값(예를 들면, 수십 mohm)으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「lds×ZQH」분만큼 전압 저하함으로써, 기준 전압 「VD」를 「0V ~ (VIN-(lds×ZQH))」로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(HiDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)<문턱값(VIN-VrefH)」으로 됨으로써, 「Hi Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, the high impedance failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is large will be described with reference to FIG. Fig. 10 is a diagram showing an operation waveform at the time of the high impedance failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is large. The "High impedance fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault has broken down to the value (for example, tens of mohms) larger than the on resistance of a "Hi Side FET". Accordingly, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" to "0V-(VIN- (lds x ZQH))" by lowering the voltage by "lds x ZQH", and "switching" The control signal HiDr = Hi is also referred to as the reference voltage VD <threshold VIN-VrefH &quot;, thereby determining that the "Hi Side FET" short circuit fault has occurred.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VIN-VrefH」를 비교기(COMP(41))에서 비교한 결과가 「VD<VIN-VrefH」이면, COMP(41)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(41)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「HiDr=Hi」를 AND 회로(42)에서 받으면, AND 회로(42)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(42)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VIN-VrefH" by the comparator (COMP 41) is "VD <VIN-VrefH", Let the output of (41) be "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 41 and the switching control signal "HiDr = Hi" from the AND circuit 42, the AND circuit 42 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (42) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(d. 오픈 고장)(d. open fault)

다음으로, 도 11을 이용하여, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 오픈 고장에 관하여 설명한다. 도 11은, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Hi Side FET」의 오픈 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「오픈 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 수 ohm 이상으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「기준 전압 「VD」=0V」로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(HiDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)<문턱값(VIN-VrefH)」로 됨으로써, 「Hi Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, the open fault of the "Hi Side FET" which generate | occur | produced when load current is large is demonstrated using FIG. Fig. 11 is a diagram showing an operating waveform when an open failure of the "Hi Side FET" occurs when the load current is large. The "open fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault fails in several ohms or more. Therefore, the power supply control circuit according to the first embodiment can be approximated with "reference voltage" VD "= 0 V, and" switching control signal HiDr = Hi and reference voltage VD <threshold (VIN-VrefH) ", It determines with" Hi Side FET "short circuit failure.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VIN-VrefH」를 비교기(COMP(41))에서 비교한 결과가 「VD<VIN-VrefH」이면, COMP(41)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(41)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「HiDr=Hi」를 AND 회로(42)에서 받으면, AND 회로(42)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(42)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VIN-VrefH" by the comparator (COMP 41) is "VD <VIN-VrefH", Let the output of (41) be "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 41 and the switching control signal "HiDr = Hi" from the AND circuit 42, the AND circuit 42 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (42) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(2-1-2. Hi Side FET의 단락 고장시(부하 전류가 작다))(2-1-2.In case of short circuit failure of Hi Side FET (load current is small))

여기에서는, 「부하 전류가 작을 때」에 「Hi Side FET」에 발생하는 「쇼트 고장」, 「Low 임피던스 고장」, 「High 임피던스 고장」, 「오픈 고장」에 관하여 설명한다. 또한, 「부하 전류가 작을 때」는, 「부하 전류(IOUT)<(1/2)×리플 전류(ILpp)」의 상태이다.Here, the "short fault", "Low impedance fault", "High impedance fault", and "open fault" which generate | occur | produce in the "Hi Side FET" when "load current is small" are demonstrated. In addition, "when the load current is small" is a state of "load current IOUT <(1/2) x ripple current ILpp".

(a. 쇼트 고장)(a.short fault)

우선, 도 12를 이용하여, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 쇼트 고장에 관하여 설명한다. 도 12는, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 쇼트 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「쇼트 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「0ohm」고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」=「VIN」으로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(LoDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)>문턱값(VrefL)」으로 됨으로써, 「Hi Side FET」단락 고장으로 판정한다.First, the short failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is small will be described with reference to FIG. Fig. 12 is a diagram showing an operating waveform at the time of a short failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is small. The "short fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault "0ohm" failed. Therefore, the power supply control circuit according to the first embodiment can be approximated with reference voltage "VD" = "VIN", and with "switching control signal LoDr = Hi and reference voltage VD> threshold VrefL". As a result, it is determined that the "Hi Side FET" short circuit failure has occurred.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VrefL」을 비교기(COMP(43))에서 비교한 결과가 「VD>VrefL」이면, COMP(43)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(43)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「LoDr=Hi」를 AND 회로(44)에서 받으면, AND 회로(44)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(44)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VrefL" with the comparator COMP43 is "VD> VrefL", Set the output to "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 43 and the switching control signal "LoDr = Hi" from the AND circuit 44, the AND circuit 44 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (44) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(b. Low 임피던스 고장)(b.Low Impedance Failure)

다음으로, 도 13을 이용하여, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 Low 임피던스 고장에 관하여 설명한다. 도 13은, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 Low 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「Low 임피던스 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「Hi Side FET」의 온 저항에 가까운 값(예를 들면 수 mohm)으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」를 「(1/2)×VIN ~ VIN」으로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(LoDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)>문턱값(VrefL)」으로 됨으로써, 「Hi Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, the low impedance failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is small will be described with reference to FIG. Fig. 13 is a diagram showing an operation waveform at the time of low impedance failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is small. The "low impedance fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault has failed at a value close to the on resistance of the "Hi Side FET" (for example, several mohms). Therefore, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" to "(1/2) x VIN to VIN", and "switching control signal LoDr = Hi and reference voltage VD. &Quot; threshold value (VrefL) &quot; to determine that the &quot; Hi Side FET &quot; short has failed.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VrefL」을 비교기(COMP(43))에서 비교한 결과가 「VD>VrefL」이면, COMP(43)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(43)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「LoDr=Hi」를 AND 회로(44)에서 받으면, AND 회로(44)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(44)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VrefL" with the comparator COMP43 is "VD> VrefL", Set the output to "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 43 and the switching control signal "LoDr = Hi" from the AND circuit 44, the AND circuit 44 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (44) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(c. High 임피던스 고장)(c.High impedance failure)

다음으로, 도 14를 이용하여, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 High 임피던스 고장에 관하여 설명한다. 도 14는, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 High 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「High 임피던스 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「Hi Side FET」의 온 저항보다 큰 값(예를 들면 수십 mohm)으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「lds×ZQH」분만큼 전압 저하함으로써, 기준 전압 「VD」를 「0V ~ (VIN-(lds×ZQH))」로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(HiDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)<문턱값(VIN-VrefH)」로 됨으로써, 「Hi Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, with reference to FIG. 14, the high impedance failure of the "Hi Side FET" which generate | occur | produced when load current is small is demonstrated. Fig. 14 is a diagram showing an operating waveform at the time of high impedance failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is small. The "High impedance fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault has broken down to the value (for example, tens of mohms) larger than the on resistance of a "Hi Side FET". Accordingly, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" to "0V-(VIN- (lds x ZQH))" by lowering the voltage by "lds x ZQH", and "switching" The control signal HiDr = Hi is also referred to as the reference voltage VD <threshold VIN-VrefH &quot;, thereby determining that the "Hi Side FET" short circuit fault has occurred.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VIN-VrefH」를 비교기(COMP(41))에서 비교한 결과가 「VD<VIN-VrefH」이면, COMP(41)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(41)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「HiDr=Hi」를 AND 회로(42)에서 받으면, AND 회로(42)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(42)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VIN-VrefH" by the comparator (COMP 41) is "VD <VIN-VrefH", Let the output of (41) be "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 41 and the switching control signal "HiDr = Hi" from the AND circuit 42, the AND circuit 42 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (42) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(d. 오픈 고장)(d. open fault)

다음으로, 도 15를 이용하여, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 오픈 고장에 관하여 설명한다. 도 15는, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Hi Side FET」의 오픈 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「오픈 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 수 ohm 이상으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」를 「0V」로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(HiDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)<문턱값(VIN-VrefH)」으로 됨으로써, 「Hi Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, the open fault of the "Hi Side FET" which occurred when the load current was small is demonstrated using FIG. Fig. 15 is a diagram showing an operating waveform at the time of open failure of the "Hi Side FET" generated when the load current is small. The "open fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault fails in several ohms or more. Therefore, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" to "0V", and "switching control signal HiDr = Hi and reference voltage VD <threshold (VIN-VrefH) ", It determines with" Hi Side FET "short circuit failure.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VIN-VrefH」를 비교기(COMP(41))에서 비교한 결과가 「VD<VIN-VrefH」이면, COMP(41)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(41)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「HiDr=Hi」를 AND 회로(42)에서 받으면, AND 회로(42)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(42)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VIN-VrefH" by the comparator (COMP 41) is "VD <VIN-VrefH", Let the output of (41) be "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 41 and the switching control signal "HiDr = Hi" from the AND circuit 42, the AND circuit 42 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (42) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(2-2. Lo Side FET의 단락 고장시)(2-2.In case of short fault of Lo Side FET)

계속해서, 도 16을 이용하여, 「Lo Side FET」(16)의 단락 고장시의 개요를 설명한다. 도 16은, 「Lo Side FET」의 단락 고장시를 설명하기 위한 도면이다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 「Lo Side FET」의 단락 고장시는, 「Lo Side FET」의 단락 고장의 임피던스를 「ZQL」이라고 하면, 「Hi Side FET」의 온 저항 「RdsQH」와 「ZQL」의 VIN 분할이, 기준 전압 「VD」로 된다. 즉, 「VD=(ZQL)/(RdsQH+ZQL))×VIN」으로 된다.16, the outline at the time of the short circuit failure of the "Lo Side FET" 16 will be described. Fig. 16 is a diagram for explaining the short circuit failure time of the "Lo Side FET". As shown in FIG. 16, when the short circuit failure of the "Lo Side FET" is referred to as "ZQL", the impedance of the short circuit failure of the "Lo Side FET" corresponds to the on resistances "RdsQH" and "ZQL" of the "Hi Side FET". Division of VIN becomes the reference voltage "VD". That is, "VD = (ZQL) / (RdsQH + ZQL)) x VIN".

(2-2-1. Lo Side FET의 단락 고장시(부하 전류가 크다))(2-2-1.In case of short-circuit failure of Lo Side FET (load current is large)

여기에서는, 「부하 전류가 클 때」에 「Lo Side FET」에 발생하는 「쇼트 고장」, 「Low 임피던스 고장」, 「High 임피던스 고장」, 「오픈 고장」에 관하여 설명한다. 또한, 「부하 전류가 클 때」는, 「부하 전류(IOUT)>=(1/2)×리플 전류(ILpp)」의 상태이다.Here, the "short fault", "Low impedance fault", "High impedance fault", and "open fault" which generate | occur | produce in the "Lo Side FET" when "load current is large" are demonstrated. In addition, "when load current is large" is a state of "load current IOUT> = (1/2) x ripple current ILpp".

(a. 쇼트 고장)(a.short fault)

우선, 도 17을 이용하여, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 쇼트 고장에 관하여 설명한다. 도 17은, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 쇼트 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「쇼트 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「0ohm」고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」=「0V」로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(HiDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)<문턱값(VIN-VrefH)」으로 됨으로써, 「Lo Side FET」단락 고장으로 판정한다.First, the short failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is large will be described with reference to FIG. Fig. 17 is a diagram showing an operating waveform at the time of a short failure of the “Lo Side FET” generated when the load current is large. The "short fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault "0ohm" failed. Therefore, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" = "0V", and the "switching control signal HiDr = Hi and the reference voltage VD <threshold value (VIN-VrefH) ", It determines with" Lo Side FET "short circuit failure.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VIN-VrefH」를 비교기(COMP(41))에서 비교한 결과가 「VD<VIN-VrefH」이면, COMP(41)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(41)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「HiDr=Hi」를 AND 회로(42)에서 받으면, AND 회로(42)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(42)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VIN-VrefH" by the comparator (COMP 41) is "VD <VIN-VrefH", Let the output of (41) be "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 41 and the switching control signal "HiDr = Hi" from the AND circuit 42, the AND circuit 42 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (42) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(b. Low 임피던스 고장)(b.Low Impedance Failure)

다음으로, 도 18을 이용하여, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 Low 임피던스 고장에 관하여 설명한다. 도 18은, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 Low 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「Low 임피던스 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「Lo Side FET」의 온 저항에 가까운 값(예를 들면, 수 mohm)으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」는 「0V ~ ((1/2)×VIN)」으로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(HiDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)<문턱값(VIN-VrefH)」으로 됨으로써, 「Lo Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, the low impedance failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is large will be described with reference to FIG. Fig. 18 is a diagram showing an operating waveform at the time of low impedance failure of the “Lo Side FET” generated when the load current is large. The "low impedance failure" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit failure fails at a value close to the on resistance of the "Lo Side FET" (for example, several mohms). Therefore, in the power supply control circuit according to the first embodiment, the reference voltage "VD" can be approximated to "0V-((1/2) x VIN)", and "switching control signal HiDr = Hi and the reference voltage ( VD) &lt; threshold value (VIN-VrefH) &quot; to determine that the &quot; Lo Side FET &quot; short has failed.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VIN-VrefH」를 비교기(COMP(41))에서 비교한 결과가 「VD<VIN-VrefH」이면, COMP(41)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(41)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「HiDr=Hi」를 AND 회로(42)에서 받으면, AND 회로(42)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(42)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VIN-VrefH" by the comparator (COMP 41) is "VD <VIN-VrefH", Let the output of (41) be "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 41 and the switching control signal "HiDr = Hi" from the AND circuit 42, the AND circuit 42 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (42) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(c. High 임피던스 고장)(c.High impedance failure)

다음으로, 도 19를 이용하여, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 High 임피던스 고장에 관하여 설명한다. 도 19는, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 High 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「High 임피던스 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「Lo Side FET」의 온 저항보다 큰 값(예를 들면 수십 mohm)으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」를 「(lds×ZQH) ~ 0V」로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(LoDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)>문턱값(VrefL)」으로 됨으로써, 「Lo Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, the high impedance failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is large will be described with reference to FIG. 19. Fig. 19 is a diagram showing an operation waveform at the time of the high impedance failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is large. The "High impedance fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault fails with a value (for example, tens of mohms) larger than the on resistance of the "Lo Side FET". Therefore, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" to "(lds x ZQH) ~ 0V", and "switching control signal LoDr = Hi and reference voltage VD> threshold Value (VrefL) "to determine that the" Lo Side FET "short circuit has failed.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VrefL」을 비교기(COMP(43))에서 비교한 결과가 「VD>VrefL」이면, COMP(43)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(43)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「LoDr=Hi」를 AND 회로(44)에서 받으면, AND 회로(44)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(44)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VrefL" with the comparator COMP43 is "VD> VrefL", Set the output to "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 43 and the switching control signal "LoDr = Hi" from the AND circuit 44, the AND circuit 44 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (44) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(d. 오픈 고장)(d. open fault)

다음으로, 도 20을 이용하여, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 오픈 고장에 관하여 설명한다. 도 20은, 부하 전류가 클 때에 발생한 「Lo Side FET」의 오픈 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「오픈 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 수 ohm 이상으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」를 「VIN」으로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(LoDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)>문턱값(VrefL)」으로 됨으로써, 「Lo Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, the open fault of the "Lo Side FET" which generate | occur | produced when load current is large is demonstrated using FIG. Fig. 20 is a diagram showing an operation waveform when an open failure of the "Lo Side FET" occurred when the load current is large. The "open fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault fails in several ohms or more. Accordingly, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" to "VIN", and the "switching control signal LoDr = Hi and the reference voltage VD> threshold value VrefL". As a result, it is determined that the "Lo Side FET" short circuit failure has occurred.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VrefL」을 비교기(COMP(43))에서 비교한 결과가 「VD>VrefL」이면, COMP(43)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(43)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「LoDr=Hi」를 AND 회로(44)에서 받으면, AND 회로(44)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(44)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VrefL" with the comparator COMP43 is "VD> VrefL", Set the output to "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 43 and the switching control signal "LoDr = Hi" from the AND circuit 44, the AND circuit 44 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (44) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(2-2-2. Lo Side FET의 단락 고장시(부하 전류가 작다))(2-2-2.In case of short circuit failure of Lo Side FET (load current is small))

여기에서는, 「부하 전류가 작을 때」에 「Lo Side FET」(16)에 발생하는 「쇼트 고장」, 「Low 임피던스 고장」, 「High 임피던스 고장」, 「오픈 고장」에 관하여 설명한다. 또한, 「부하 전류가 작을 때」는, 「부하 전류(IOUT)<(1/2)×리플 전류(ILpp)」의 상태이다.Here, the "short fault", "Low impedance fault", "High impedance fault", and "open fault" which generate | occur | produce in the "Lo Side FET" 16 when "load current is small" are demonstrated. In addition, "when the load current is small" is a state of "load current IOUT <(1/2) x ripple current ILpp".

(a. 쇼트 고장)(a.short fault)

우선, 도 21을 이용하여, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 쇼트 고장에 관하여 설명한다. 도 21은, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 쇼트 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「쇼트 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「0ohm」고장났을 때이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」= 「0V」로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(HiDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)<문턱값(VIN-VrefH)」로 됨으로써, 「Lo Side FET」단락 고장으로 판정한다.First, the short failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is small will be described with reference to FIG. Fig. 21 is a diagram showing an operating waveform at the time of a short failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is small. The "short fault" shown here is when the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault "0ohm" failed. Therefore, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" = "0V", and the "switching control signal HiDr = Hi" and the reference voltage VD <threshold value VIN-VrefH. ", It determines with" Lo Side FET "short circuit failure.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VIN-VrefH」를 비교기(COMP(41))에서 비교한 결과가 「VD<VIN-VrefH」이면, COMP(41)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(41)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「HiDr=Hi」를 AND 회로(42)에서 받으면, AND 회로(42)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(42)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VIN-VrefH" by the comparator (COMP 41) is "VD <VIN-VrefH", Let the output of (41) be "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 41 and the switching control signal "HiDr = Hi" from the AND circuit 42, the AND circuit 42 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (42) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(b. Low 임피던스 고장)(b.Low Impedance Failure)

다음으로, 도 22를 이용하여, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 Low 임피던스 고장에 관하여 설명한다. 도 22는, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 Low 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「Low 임피던스 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「Lo Side FET」의 온 저항에 가까운 값(예를 들면, 수 mohm)으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」를 「0V ~ (1/2)×VIN」으로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(HiDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)<문턱값(VIN-VrefH)」으로 됨으로써, 「Lo Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, the low impedance failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is small will be described with reference to FIG. Fig. 22 is a diagram showing an operating waveform at the time of low impedance failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is small. The "low impedance failure" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit failure fails at a value close to the on resistance of the "Lo Side FET" (for example, several mohms). Therefore, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" to "0V-(1/2) x VIN", and "switching control signal HiDr = Hi and reference voltage VD. By &quot; threshold value VIN-VrefH &quot;, it is determined that the "Lo Side FET" short circuit failure has occurred.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VIN-VrefH」를 비교기(COMP(41))에서 비교한 결과가 「VD<VIN-VrefH」이면, COMP(41)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(41)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「HiDr=Hi」를 AND 회로(42)에서 받으면, AND 회로(42)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(42)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VIN-VrefH" by the comparator (COMP 41) is "VD <VIN-VrefH", Let the output of (41) be "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 41 and the switching control signal "HiDr = Hi" from the AND circuit 42, the AND circuit 42 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (42) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(c. High 임피던스 고장)(c.High impedance failure)

다음으로, 도 23을 이용하여, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 High 임피던스 고장에 관하여 설명한다. 도 23은, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 High 임피던스 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「High 임피던스 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 「Lo Side FET」의 온 저항보다 큰 값(예를 들면, 수십 mohm)으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」를 「(lds×ZQH) ~ 0V)」로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(LoDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)>문턱값(VrefL)」으로 됨으로써, 「Lo Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, the high impedance failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is small will be described with reference to FIG. Fig. 23 is a diagram showing an operating waveform at the time of high impedance failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is small. The "High impedance fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault fails by a value (for example, tens of mohms) larger than the on resistance of the "Lo Side FET". Therefore, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" to "(lds x ZQH)-0V), and" switching control signal LoDr = Hi and reference voltage VD >> Threshold value (VrefL) ", and it determines with" Lo Side FET "short circuit failure.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VrefL」을 비교기(COMP(43))에서 비교한 결과가 「VD>VrefL」이면, COMP(43)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(43)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「LoDr=Hi」를 AND 회로(44)에서 받으면, AND 회로(44)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(44)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VrefL" with the comparator COMP43 is "VD> VrefL", Set the output to "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 43 and the switching control signal "LoDr = Hi" from the AND circuit 44, the AND circuit 44 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (44) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

(d. 오픈 고장)(d. open fault)

다음으로, 도 24를 이용하여, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 오픈 고장에 관하여 설명한다. 도 24는, 부하 전류가 작을 때에 발생한 「Lo Side FET」의 오픈 고장시의 동작 파형을 나타낸 도면이다. 여기에서 나타낸 「오픈 고장」이란, 단락 고장시의 임피던스 「ZQH」가 수 ohm 이상으로 고장났을 때의 경우이다. 따라서, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」를 「VIN」으로 근사할 수 있고, 「스위칭 제어 신호(LoDr)=Hi 또한 기준 전압(VD)>문턱값(VrefL)」으로 됨으로써, 「Lo Side FET」단락 고장으로 판정한다.Next, with reference to FIG. 24, the open fault of "Lo Side FET" which generate | occur | produced when load current is small is demonstrated. Fig. 24 is a diagram showing an operating waveform at the time of an open failure of the "Lo Side FET" generated when the load current is small. The "open fault" shown here is a case where the impedance "ZQH" at the time of a short circuit fault fails in several ohms or more. Accordingly, the power supply control circuit according to the first embodiment can approximate the reference voltage "VD" to "VIN", and the "switching control signal LoDr = Hi and the reference voltage VD> threshold value VrefL". As a result, it is determined that the "Lo Side FET" short circuit failure has occurred.

구체적으로는, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 기준 전압 「VD」와 문턱값 「VrefL」을 비교기(COMP(43))에서 비교한 결과가 「VD>VrefL」이면, COMP(43)의 출력을 「Hi」로 한다. 계속해서, 전원 제어 회로는, COMP(43)의 출력 「Hi」와 스위칭 제어 신호 「LoDr=Hi」를 AND 회로(44)에서 받으면, AND 회로(44)는 「Hi」를 출력하고, AND 회로(44)의 출력을 받은 OR 회로(45)는 「Hi」를 출력한다. OR 회로(45)의 출력 「Hi」는, FF 회로(46)의 Set 입력에 인가되고, FF 회로(46)의 출력 「Q」는 Hi 상태를 유지한다. 이 Hi 상태는, FF 회로(46)가 리셋될 때까지 계속된다. 그 후, 「Q=Hi」를 받고 인버터(47)에서 논리 반전하여, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프한다. 이렇게, 실시예 1에 따른 전원 제어 회로는, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오프함으로써 고장 개소를 분리해서 보호를 행한다.Specifically, in the power supply control circuit according to the first embodiment, if the result of comparing the reference voltage "VD" and the threshold value "VrefL" with the comparator COMP43 is "VD> VrefL", Set the output to "Hi". Subsequently, when the power supply control circuit receives the output "Hi" of the COMP 43 and the switching control signal "LoDr = Hi" from the AND circuit 44, the AND circuit 44 outputs "Hi" and the AND circuit. The OR circuit 45 which received the output of (44) outputs "Hi". The output "Hi" of the OR circuit 45 is applied to the Set input of the FF circuit 46, and the output "Q" of the FF circuit 46 maintains the Hi state. This Hi state continues until the FF circuit 46 is reset. After that, the inverter 47 performs a logic inversion in the inverter 47 to turn off the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30. Thus, the power supply control circuit which concerns on Example 1 isolate | disconnects a fault point and protects by turning off "Breaker FET" 20 and "Breaker FET" 30. FIG.

[실시예 1에 의한 효과][Effect by Example 1]

이렇게, 실시예 1에 의하면, 단락 고장을 정확하게 검출하는 것이 가능하다. 예를 들면, 「Hi Side FET」(15)와 「Lo Side FET」(16) 사이에 걸리는 기준 전압(VD)을 검출하는 방식이며, 고장 판정에 전류를 이용하지 않기 때문에, 정상인 전원 투입시의 과잉 전류나 부하 급변시의 역전류가 발생했을 경우에도, FET 단락 고장으로 오검출하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 취득한 기준 전압(VD)은 미소 전압이 아니고, 또한, 비교기(COMP(41) 또는 COMP(43))에 직접 입력할 수 있는 결과, 증폭기(AMP)나 지연 회로(DELAY)를 통하지 않고, 단락 고장을 바로 판정하고, 「Breaker FET」(20) 및 「Breaker FET」(30)를 오픈할 수 있기 때문에, 응답 시간을 신속하게 할 수 있어, 단락 고장 파급을 억제할 수 있다.Thus, according to the first embodiment, it is possible to accurately detect the short circuit failure. For example, it is a method of detecting the reference voltage (VD) applied between the "Hi Side FET" 15 and the "Lo Side FET" 16, and since no current is used for failure determination, Even when excessive current or reverse current occurs at the time of sudden load change, erroneous detection due to FET short circuit failure can be prevented. The obtained reference voltage VD is not a minute voltage and can be directly input to the comparator COMP41 or COMP43, and thus, not through the amplifier AMP or the delay circuit DELAY, Since the short circuit failure can be immediately determined and the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30 can be opened, the response time can be made faster and the short circuit failure spread can be suppressed.

또한, 전류를 검출해서 고장 판정을 행하는 방식이 아니라, 기준 전압(VD)을 검출해서 고장 판정을 행하기 때문에, 임피던스 고장시에도 스위칭 제어 신호와의 사이의 AND 논리에 의해 검출할 수 있다. 구체적으로는, 「Hi Side FET」(15)와 「Lo Side FET」(16) 사이에 걸리는 기준 전압(VD)을 검출하고, 스위칭 제어 신호와의 사이의 AND 논리를 취하고 있음으로써, 본래 기대되는 논리와 정합되지 않는 경우는, 고장이 발생하고 있다고 검출한다. 따라서, VD가 본래와 다른 어중간한 전압으로 되는 임피던스 고장시여도, 논리적으로 이상으로 식별할 수 있으므로, 임피던스 고장시를 검출하고, 발열 소손도 방지할 수 있다.In addition, since the fault is determined by detecting the reference voltage VD, not by the method of detecting the fault by detecting the current, it can be detected by the AND logic with the switching control signal even at the time of the impedance fault. Specifically, the reference voltage VD applied between the "Hi Side FET" 15 and the "Lo Side FET" 16 is detected, and the AND logic is performed between the switching control signals. If it does not match the logic, it detects that a failure has occurred. Therefore, even when the impedance failure at which the VD is at an intermediate voltage different from the original can be logically identified as abnormal, the impedance failure can be detected and the heat generation can be prevented.

또한, 「Hi Side FET」(15)와 「Lo Side FET」(16) 사이에 걸리는 기준 전압(VD)을 검출하고, 고장 판정을 행하기 때문에, 전류 센스 저항(Rsense)이 불필요해질 수 있고, 전류 센스 저항(Rsense)을 사용함으로써 발생하는 전력 손실이 크게 악화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고장 판정에 전류를 검출할 필요가 없기 때문에, 전류 센스 저항(Rsense), 증폭기(AMP), DELAY(피크의 필터)도 불필요해질 수 있으므로, 보호 회로(전원 제어 회로) 전체의 부품수가 삭감되고, 설치 면적과 비용 개선이 도모된다.In addition, since the reference voltage VD applied between the "Hi Side FET" 15 and the "Lo Side FET" 16 is detected and a failure is judged, the current sense resistor Rsense may be unnecessary. By using the current sense resistor (Rsense) it is possible to prevent the power loss caused by the deterioration significantly. In addition, since there is no need to detect a current for failure determination, the current sense resistor (Rsense), amplifier (AMP), and DELAY (filter of peak) may also be unnecessary, thereby reducing the number of parts of the entire protection circuit (power supply control circuit). As a result, the installation area and cost can be improved.

실시예 2Example 2

그리고, 지금까지 실시예 1에 관하여 설명했지만, 본 실시예는 상기한 실시예 이외에도, 다양한 다른 형태로 실시되어도 좋은 것이다. 그래서, 이하에 나타낸 바와 같이, (1) 병렬 구성, (2) 회로 구성 등으로 각각 구분해서 다른 실시예를 설명한다.In addition, although Example 1 was demonstrated so far, this Example may be implemented in various other forms other than the above-mentioned Example. Therefore, as shown below, another embodiment will be described, each divided into (1) parallel configuration, (2) circuit configuration, and the like.

(1) 병렬 구성(1) parallel configuration

예를 들면, 실시예 1에서는, 본원이 나타낸 전원 제어 회로를 적용한 DDC 1대를 예로 해서 설명했지만, 도 25에 나타낸 바와 같이, 본원이 나타낸 전원 제어 회로를 적용한 DDC를 n+1대(DDC0 ~ DDCn) 병렬 접속하는 것도 가능하다. 보통, 일반적인 전원 제어 회로를 병렬 접속했을 경우, 1대가 고장나면, 입력 전압과 출력 전압이 고장난 DDC에 인입되고 저하됨으로써, 장치 전체의 전원 정지나 부하 정지가 발생한다. 그래서, 본원이 나타낸 전원 제어 회로를 적용한 DDC를 n+1대(DDC0 ~ DDCn) 병렬 접속한 구성에 있어서, 1대의 DDC가 고장났을 경우에도, 도 26에 나타낸 바와 같이, 「Breaker FET」를 오픈으로 해서 고장 개소를 분리할 수 있으므로, 1대의 고장이 다른 DDC에 파급되는 것을 방지할 수 있다.For example, in Example 1, although one DDC to which the power supply control circuit shown in this application was applied was demonstrated as an example, as shown in FIG. 25, n + 1 DDCs to which the power supply control circuit shown by this application was applied (DDC0- DDCn) can be connected in parallel. In general, when a general power supply control circuit is connected in parallel, when one unit fails, the input and output voltages enter and fail the failed DDC, resulting in power failure or load stoppage of the entire apparatus. Therefore, in a configuration in which n + 1 units (DDC0 to DDCn) in parallel with the DDC to which the power supply control circuit shown in the present application is connected, even when one DDC fails, the "Breaker FET" is opened as shown in FIG. The fault points can be separated, thereby preventing one fault from spreading to another DDC.

또한, 도 25는, 본원이 개시하는 전원 제어 회로를 적용한 DDC를 n+1대 병렬 접속한 예를 나타낸 도면이고, 도 26은, 본원이 개시하는 전원 제어 회로를 적용한 DDC를 n+1대 병렬 접속한 구성에 있어서, 고장이 발생한 예를 나타낸 도면이다.25 is a figure which shows the example which connected n + 1 parallel DDC which applied the power supply control circuit which this application discloses, and FIG. 26 shows n + 1 parallel to the DDC which applied the power supply control circuit which this application discloses. It is a figure which shows the example which a failure generate | occur | produced in the connected structure.

(2) 회로 구성 등(2) circuit configuration

또한, 도시한 각 장치의 각 구성 요소는 기능 개념적인 것이며, 반드시 물리적으로 도시하는 바와 같이 구성되어 있는 것을 요하지 않는다. 즉, 각 장치의 분산·통합의 구체적 형태는 도시한 것에 한정되지 않고, 그 전부 또는 일부를, 각종의 부하나 사용 상황 등에 따라, 임의의 단위로 기능적 또는 물리적으로 분산·통합해서 구성할 수 있다. 예를 들면 도 2의 구성에서는, 「Hi Side FET」(15)와 「Lo Side FET」(16)의 어느 하나에 단락 고장이 발생했을 경우에, 「Breaker FET」(20)와 「Breaker FET」(30)의 양쪽을 오픈으로 해서 분리하는 예를 도시하고 있지만, 「Breaker FET」(20)와 「Breaker FET」(30)의 어느 한쪽을 오픈으로 해서 분리하게 해도 된다.In addition, each component of each apparatus shown is a functional concept, and does not necessarily need to be comprised as shown physically. That is, the specific form of dispersion / integration of each device is not limited to what is shown in figure, All or one part can be functionally or physically distributed and integrated in arbitrary units according to various loads or usage conditions, etc., and can comprise it. . For example, in the configuration of FIG. 2, when a short circuit fault occurs in either of the "Hi Side FET" 15 and the "Lo Side FET" 16, the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" Although an example of opening and separating both sides of (30) is shown, one of the "Breaker FET" 20 and the "Breaker FET" 30 may be opened to be separated.

10 : 입력 전원 11 : 입력 콘덴서
12 : 평활 인덕터 13 : 평활 콘덴서
14 : 부하 15 : Hi Side FET
16 : Lo Side FET 17 : Hi 드라이버
18 : Lo 드라이버 20, 30 : Breaker FET
40 : 비교 회로군 41, 43 : COMP
42, 44 : AND 회로 45 : OR 회로
46 : FF 회로 47 : 인버터
10 input power 11 input capacitor
12: smoothing inductor 13: smoothing capacitor
14: Load 15: Hi Side FET
16: Lo Side FET 17: Hi Driver
18: Lo driver 20, 30: Breaker FET
40: comparative circuit group 41, 43: COMP
42, 44: AND circuit 45: OR circuit
46: FF circuit 47: inverter

Claims (12)

입력 전원의 제 1 전극에 입력 단자가 접속되고, 제어 단자에 입력되는 차단 제어 신호에 의거하여, 상기 입력 전원으로부터의 전류를 차단하는 제 1 전류 차단 회로와,
상기 제 1 전류 차단 회로의 출력 단자에 입력 단자가 접속되는 동시에, 기준 노드에 출력 단자가 접속되고, 제어 단자에 입력되는 제 1 스위칭 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로 유출되는 전류 또는 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류를 스위칭하는 제 1 스위칭 회로와,
상기 기준 노드에 입력 단자가 접속되는 동시에, 상기 입력 전원의 제 2 전극에 출력 단자가 접속되고, 제어 단자에 입력되는 제 2 스위칭 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류 또는 상기 기준 노드로 유출되는 전류를 스위칭하는 제 2 스위칭 회로와,
출력 단자가 부하에 접속되고, 제어 단자에 입력되는 상기 차단 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류를 차단하는 제 2 전류 차단 회로와,
상기 기준 노드의 전압과 제 1 기준 전압을 비교한 결과, 상기 기준 노드의 전압이 상기 제 1 기준 전압보다 낮을 경우에서, 상기 제 1 스위칭 제어 신호가 온(on)일 때, 또는, 상기 기준 노드의 전압과 제 2 기준 전압을 비교한 결과, 상기 기준 노드의 전압이 상기 제 2 기준 전압보다 높을 경우에서, 상기 제 2 스위칭 제어 신호가 온일 때, 상기 차단 제어 신호를 출력하는 차단 제어 신호 생성 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 전원 제어 회로.
A first current interrupting circuit which is connected to a first electrode of an input power source and cuts off the current from the input power source based on a cutoff control signal input to a control terminal;
An input terminal is connected to an output terminal of the first current interrupting circuit, an output terminal is connected to a reference node, and the current or the reference flows out to the reference node based on a first switching control signal input to a control terminal. A first switching circuit for switching the current flowing from the node,
An input terminal is connected to the reference node, an output terminal is connected to a second electrode of the input power, and a current flowing from the reference node or the reference node is based on a second switching control signal input to a control terminal. A second switching circuit for switching the current flowing out to the
A second current interrupting circuit connected to a load, the output terminal being disconnected from the reference node based on the interruption control signal input to a control terminal;
As a result of comparing the voltage of the reference node with the first reference voltage, when the voltage of the reference node is lower than the first reference voltage, when the first switching control signal is on or the reference node A blocking control signal generation circuit outputting the blocking control signal when the second switching control signal is on when the voltage of the reference node is higher than the second reference voltage as a result of comparing the voltage of Power control circuit having a.
제 1 항에 있어서,
상기 차단 제어 신호 생성 회로는,
상기 기준 노드의 전압과 상기 제 1 기준 전압을 비교하는 제 1 비교 회로와,
상기 제 1 비교 회로의 출력과 상기 제 1 스위칭 제어 신호의 논리곱을 생성하는 제 1 논리곱 회로와,
상기 기준 노드의 전압과 상기 제 2 기준 전압을 비교하는 제 2 비교 회로와,
상기 제 2 비교 회로의 출력과 상기 제 2 스위칭 제어 신호의 논리곱을 생성하는 제 2 논리곱 회로와,
상기 제 1 논리곱 회로의 출력과 상기 제 2 논리곱 회로의 출력의 논리합을 생성하는 논리합 생성 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 전원 제어 회로.
The method of claim 1,
The cutoff control signal generation circuit,
A first comparison circuit for comparing the voltage of the reference node with the first reference voltage;
A first AND circuit for generating an AND of the output of the first comparison circuit and the first switching control signal;
A second comparison circuit for comparing the voltage of the reference node with the second reference voltage;
A second AND circuit for generating an AND of the output of the second comparison circuit and the second switching control signal;
And a logical sum generating circuit for generating a logical sum of the output of the first AND logic circuit and the output of the second AND logic circuit.
제 2 항에 있어서,
상기 차단 제어 신호 생성 회로는,
상기 논리합 생성 회로의 출력을 유지하는 동시에, 상기 차단 제어 신호를 출력하는 유지 회로를 더 갖는 것을 특징으로 하는 전원 제어 회로.
The method of claim 2,
The cutoff control signal generation circuit,
And a holding circuit for holding the output of said logical sum generating circuit and outputting said cutoff control signal.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 기준 전압은, 상기 제 2 기준 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 전원 제어 회로.
The method according to any one of claims 1 to 3,
And the first reference voltage is higher than the second reference voltage.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 스위칭 제어 신호와 상기 제 2 스위칭 제어 신호는, 서로 배타적으로 온되는 것을 특징으로 하는 전원 제어 회로.
The method according to any one of claims 1 to 3,
And the first switching control signal and the second switching control signal are mutually exclusively turned on.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전원 제어 회로는,
상기 제 1 전류 차단 회로의 출력과 상기 입력 전원의 제 2 전극에 병렬 접속된 제 1 평활(平滑) 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 전원 제어 회로.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The power supply control circuit,
And a first smoothing circuit connected in parallel to an output of said first current interrupting circuit and a second electrode of said input power source.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전원 제어 회로는,
제 2 평활 회로를 통해, 상기 기준 노드로부터 상기 제 2 전류 차단 회로의 입력 단자에 유입되는 전류 또는 상기 제 2 전류 차단 회로의 입력 단자로부터 상기 기준 노드로 유출되는 전류를 평활하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 회로.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The power supply control circuit,
A second power supply smoothing a current flowing from the reference node to the input terminal of the second current interrupting circuit or a current flowing from the input terminal of the second current blocking circuit to the reference node; Control circuit.
입력 전원과,
상기 입력 전원의 제 1 전극에 입력 단자가 접속되고, 제어 단자에 입력되는 차단 제어 신호에 의거하여, 상기 입력 전원으로부터의 전류를 차단하는 제 1 전류 차단 회로와,
상기 제 1 전류 차단 회로의 출력 단자에 입력 단자가 접속되는 동시에, 기준 노드에 출력 단자가 접속되고, 제어 단자에 입력되는 제 1 스위칭 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로 유출되는 전류 또는 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류를 스위칭하는 제 1 스위칭 회로와,
상기 기준 노드에 입력 단자가 접속되는 동시에, 상기 입력 전원의 제 2 전극에 출력 단자가 접속되고, 제어 단자에 입력되는 제 2 스위칭 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류 또는 상기 기준 노드로 유출되는 전류를 스위칭하는 제 2 스위칭 회로와,
출력 단자가 부하에 접속되고, 제어 단자에 입력되는 상기 차단 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류를 차단하는 제 2 전류 차단 회로와,
상기 기준 노드의 전압과 제 1 기준 전압을 비교한 결과, 상기 기준 노드의 전압이 상기 제 1 기준 전압보다 낮을 경우에서, 상기 제 1 스위칭 제어 신호가 온일 때, 또는, 상기 기준 노드의 전압과 제 2 기준 전압을 비교한 결과, 상기 기준 노드의 전압이 상기 제 2 기준 전압보다 높을 경우에서, 상기 제 2 스위칭 제어 신호가 온일 때, 상기 차단 제어 신호를 출력하는 차단 제어 신호 생성 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
Input power,
A first current interrupting circuit connected to an input terminal of the first power supply and blocking current from the input power based on a blocking control signal input to a control terminal;
An input terminal is connected to an output terminal of the first current interrupting circuit, an output terminal is connected to a reference node, and the current or the reference flows out to the reference node based on a first switching control signal input to a control terminal. A first switching circuit for switching the current flowing from the node,
An input terminal is connected to the reference node, an output terminal is connected to a second electrode of the input power, and a current flowing from the reference node or the reference node is based on a second switching control signal input to a control terminal. A second switching circuit for switching the current flowing out to the
A second current interrupting circuit connected to a load, the output terminal being disconnected from the reference node based on the interruption control signal input to a control terminal;
As a result of comparing the voltage of the reference node and the first reference voltage, when the voltage of the reference node is lower than the first reference voltage, when the first switching control signal is on, or when the first switching control signal is on, And a cutoff control signal generation circuit that outputs the cutoff control signal when the second switching control signal is on when the voltage of the reference node is higher than the second reference voltage as a result of comparing the two reference voltages. Power supply.
입력 전원의 제 1 전극에 입력 단자가 접속되는 제 1 전류 차단 회로가, 제어 단자에 입력되는 차단 제어 신호에 의거하여, 상기 입력 전원으로부터의 전류를 차단하는 스텝과,
상기 제 1 전류 차단 회로의 출력 단자에 입력 단자가 접속되는 동시에, 기준 노드에 출력 단자가 접속되는 제 1 스위칭 회로가, 제어 단자에 입력되는 제 1 스위칭 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로 유출되는 전류 또는 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류를 스위칭하는 스텝과,
상기 기준 노드에 입력 단자가 접속되는 동시에, 상기 입력 전원의 제 2 전극에 출력 단자가 접속되는 제 2 스위칭 회로가, 제어 단자에 입력되는 제 2 스위칭 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류 또는 상기 기준 노드로 유출되는 전류를 스위칭하는 스텝과,
출력 단자가 부하에 접속되는 제 2 전류 차단 회로가, 제어 단자에 입력되는 상기 차단 제어 신호에 의거하여, 상기 기준 노드로부터 유입되는 전류를 차단하는 스텝과,
상기 기준 노드의 전압과 제 1 기준 전압을 비교한 결과, 상기 기준 노드의 전압이 상기 제 1 기준 전압보다 낮을 경우에서, 상기 제 1 스위칭 제어 신호가 온일 때, 또는, 상기 기준 노드의 전압과 제 2 기준 전압을 비교한 결과, 상기 기준 노드의 전압이 상기 제 2 기준 전압보다 높을 경우에서, 상기 제 2 스위칭 제어 신호가 온일 때, 상기 차단 제어 신호를 출력하는 차단 제어 신호 생성 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치의 제어 방법.
A step in which a first current interrupting circuit, to which an input terminal is connected to a first electrode of an input power source, cuts off a current from the input power source based on a cutoff control signal input to a control terminal;
On the basis of the first switching control signal input to the control terminal, a first switching circuit connected to an output terminal of the first current interrupting circuit and simultaneously connected to an output terminal of the first current interrupting circuit flows out to the reference node. Switching a current to be supplied or current flowing from the reference node;
A second switching circuit having an input terminal connected to the reference node and an output terminal connected to a second electrode of the input power source is introduced from the reference node based on a second switching control signal input to a control terminal. Switching current or current flowing into the reference node;
A step in which the second current interrupting circuit whose output terminal is connected to the load cuts off the current flowing from the reference node based on the interruption control signal input to the control terminal;
As a result of comparing the voltage of the reference node and the first reference voltage, when the voltage of the reference node is lower than the first reference voltage, when the first switching control signal is on, or when the first switching control signal is on, And comparing the two reference voltages, when the voltage of the reference node is higher than the second reference voltage, when the second switching control signal is on, including a blocking control signal generating step of outputting the blocking control signal. The control method of the power supply control apparatus.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 기준 전압은, 상기 제 2 기준 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치의 제어 방법.
The method of claim 9,
And the first reference voltage is higher than the second reference voltage.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 스위칭 제어 신호와 상기 제 2 스위칭 제어 신호는, 서로 배타적으로 온되는 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치의 제어 방법.
The method according to claim 9 or 10,
And the first switching control signal and the second switching control signal are mutually exclusively turned on.
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